Ångmaskinens historia
De första ångmaskinerna var stationära och arbetade med lågt tryck. James Watt förbättrade Newcomens konstruktion genom att införa en separat kondensor och utvecklade starkare och effektivare lösningar, till exempel portabla ångmaskiner. När pannkonstruktionen förbättrades, särskilt efter införandet av den mobila pannan, experimenterade han med ånga vid högre tryck som kunde driva kolven direkt. Det banade väg för mer kompakta maskiner som kunde ge dragkraft åt lokomotiv. Watt fick själv patent på ett ånglok år 1794.
Redan innan ångkraften började användas visste man att hästar kunde dra tyngre laster på kraftiga träräls än på ojämna vägar. På vissa platser användes sådana räls redan, särskilt i gruvområden, och hästarna ersattes snart av de nya ångmaskinerna. Järnvägarna, som från början utvecklades för att underlätta transporten av råvaror och färdiga produkter, blev oväntat också populära som transportmedel för passagerare. I Storbritannien utvecklades järnvägsloken snabbt under första hälften av 1800-talet: på 1830-talet fanns mindre än 100 miles järnväg, medan det år 1860 redan fanns över 10 000.
Under samma period byggdes många ångdrivna vägfordon, till exempel vägvältar, lokomobiler och till och med ångbåtar. Dessa andra ångdrivna vägfordon blev dock aldrig lika populära som ångloket.
Hur fungerar en lokpanna?
Den grundläggande konstruktionen hos lokpannor förblev i stort sett oförändrad under hela ångmaskinens epok, medan konstruktionsändringar och extra komponenter ökade effektiviteten och förbättrade säkerheten. Lokpannor är eldrörspannor.
Heta förbränningsgaser
Det innebär att elden alstrar heta förbränningsgaser, som passerar genom ett system av horisontella eldrör i pannan (därav beskrivningen med horisontell panncylinder) och avger värme till vattnet runt omkring i pannmanteln. I ånglokets panna bildas ånga, som stiger uppåt, där en regulatorventil styr flödet vidare till cylindrarna.
Avgående ånga
När ångan har utfört arbete på kolvarna leds den återstående avloppsångan till rökskåpet och vidare genom blästerröret. Blästerröret släpper sedan ut ångan. På så sätt skapas ett partiellt undertryck som suger luft genom eldstaden och understöder förbränningen.
Ursprungligen eldades ånglokets panna med fast bränsle, främst kol, som matades manuellt med skyffel in i eldstaden (eller rökskåpet). Senare infördes automatiska matningssystem. Vattentillförseln till lokpannan sköts av injektorer som fungerar enligt principen att avloppsånga används för att mata in vatten. En ångstråle pressas in i vattnet och skapar tillräcklig kraft för att föra in ångan i lokpannan genom en envägsreglerventil.
För golvytan i eldstaden eller rökskåpet kan ni använda vår värmebeständiga avjämningsmassa.
Pannrör
De första ångmaskinerna fungerade genom att producera mättad ånga, som samlades i den övre delen av lokpannan och leddes direkt till cylindrarna genom huvudångledningen.
Senare ändrades konstruktionen så att den mättade ångan värmdes upp igen, vilket avlägsnade vattnet och höjde temperaturen. Denna process kallas överhettning.
Ångmaskin med överhettad ånga
Överhettare infördes i början av 1900-talet och innebar en avgörande förändring för ångmaskinen. En överhettare består av en överhettarbox, en ångdom, överhettarelementens rör och flera andra eldrör.
Överhettarboxen tar emot ångan som produceras från huvudångledningen, medan de extra rören leder ångan genom överhettarelementens rör för ytterligare uppvärmning, vilket ökar effekten hos den överhettade ångan som bildas. Den överhettade ångan återvänder sedan till ångledningen.
De sista ångtågen togs ur ordinarie trafik 1967, då de ersattes av dieseldrift, men ångan har långt ifrån försvunnit. Tusentals entusiaster, många av dem volontärer, fortsätter att stödja, restaurera och driva historiska ångjärnvägar runt om i landet. År 2008 slutförde ett ånglok vid namn Tornado, byggt från grunden med stöd av A1 Steam Locomotive Trust, sina prov och godkändes för trafik på Network Rail-nätet. Även om loket byggde på en konstruktion från 1950-talet behövde lokpannan uppfylla moderna säkerhetskrav enligt EU:s direktiv för tryckbärande anordningar. Ingen brittisk tillverkare ansågs lämplig, därför byggdes pannan vid Meiningen Steam Locomotive Works i Tyskland, som har blivit ett centrum för restaurering av ånglok och varje september är värd för en festival tillägnad ångmaskiner.
Fördelar med lokpannan
En av fördelarna med lokpannan är att den är kostnadseffektiv och kan producera ånga mycket snabbt.
Nackdelar med lokpannan
En av de främsta nackdelarna med lokpannan är behovet av att hålla ett säkert arbetstryck för ångan, övervakat med manometer, samtidigt som ett för högt tryck i pannan måste undvikas eftersom det skulle få säkerhetsventilen att öppna.
När lokpannan arbetar med hög effekt kan partiklar av förbränt fast bränsle kastas ut genom blästerröret och skorstenen. Detta medför risk för bränder längs järnvägslinjen.
En annan nackdel med lokpannan, särskilt i områden med hårt vatten, är risken för korrosion och kalkavlagringar.
Eldfasta material som används i en lokpanna
Eldfasta material spelar en viktig roll vid byggnation och underhåll av en lokpanna. Nedan följer några eldfasta material som ni kan behöva.
Eldfast valv i eldstaden
Det eldfasta tegelvalvet sitter ovanför elden och används för att hindra partiklar av förbränt bränsle från att gå direkt in i eldrören. Valvet kan byggas med eldfast tegel och eldfast bruk, eller formas på plats med eldfast gjutmassa. Ibland gjuts valvet i sektioner med eldfast gjutmassa och monteras därefter med eldfast bruk.
Isolering av ånglokets panna
För att isolera ånglokets panna kan ni använda en keramfiberfilt genom att linda den runt pannmanteln och sedan täcka den med beklädnadsplåt.
Lager
Vid gjutning av vitmetallager kan ni använda vår produkt Premium 1P för tätning och som tätningsmassa.
Fler eldfasta produkter finns i avsnittet Historiska järnvägar
